| Power Electronics http://valvol.ru/ |
|
| Трансформатор с пропилом (моделирование) http://valvol.ru/topic2382.html |
Страница 2 из 3 |
| Автор: | Maikl [ 07-08, 11:51 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Трансформатор с пропилом (моделирование) |
valvol писал(а): На первом этапе необходимо просто его испытать, чтобы уточнить параметры настройки гистерезисной модели LTspice. так и планировал.Цитата: Можно и так. Целью, как понимаю, является создание корректной модели? Да. Кроме того есть желание проверить температурный режим мостика и сердечника в целом при разных режимах. Цитата: Разумеется, в ферритовом мостике, работающем с насыщением потери будут повышенными... ХЗ как всё будет, но тепловое расширение всё равно будет, что создаст напряжение (упругость) в сердечнике, которое ферриты особо не жалуют.ingener99 писал(а): Имхо, посмотреть и сравнить обстановку в мостике и пропиле можно с помощью витка, подсоединеного к осциллоскопу... и что при этом можно будет увидеть? Входное сопротивление скопа вы учитываете? Приведите полную схему желаемых измерений.
|
|
| Автор: | ingener99 [ 07-08, 12:24 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Трансформатор с пропилом (моделирование) |
Maikl писал(а): и что при этом можно будет увидеть? Входное сопротивление скопа вы учитываете? Приведите полную схему желаемых измерений. Что можно увидеть на витке? Форму ЭДС, которая покажет напряженность и характер изменения магнитного поля в зоне витка. В частности, при наступлении насыщения в мостике это должно быть хорошо видно. Входное скопа? Сравните его с выходным источника (витка) и получите степень влияния. Схема измерений - это что? Генератор? Или как подключать щупы осцилла к витку? |
|
| Автор: | valvol [ 07-08, 17:36 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Трансформатор с пропилом (моделирование) |
медведёв писал(а): ...Опять же, реанимация увядающей темы самопальных инверторных варылок временно увеличит кол-во посетителей в соотв. веточках на разных полянках.  Хоть тема и возникла в связи с реализацией какой-то варилки на паяльнике, результаты, полученные в ней, могут иметь более широкое значение и применение. |
|
| Автор: | valvol [ 07-08, 17:44 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Трансформатор с пропилом (моделирование) |
ingener99 писал(а): ...Форму ЭДС, которая покажет напряженность и характер изменения магнитного поля в зоне витка. Как вариант, можно охватить тестовыми витками целый сердечник и мостик. При этом изменение потока в зазоре находится как разность. |
|
| Автор: | ingener99 [ 07-08, 18:12 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Трансформатор с пропилом (моделирование) |
valvol писал(а): изменение потока в зазоре находится как разность. Еще интересно на двухлучевой осцилл вывести сигнал с витков мостика и зазора, и наблюдать, как в момент насыщения поток резко перепрыгивает из мостика в зазор. |
|
| Автор: | Maikl [ 07-08, 20:19 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Трансформатор с пропилом (моделирование) |
ingener99 писал(а): Что можно увидеть на витке? Форму ЭДС, которая покажет напряженность и характер изменения магнитного поля в зоне витка. В частности, при наступлении насыщения в мостике это должно быть хорошо видно. Вот как раз меня и интересует форма ЭДС. Может нарисуете или покажите осцил. с сердешного без пропила для ориентира?  Скоп 2-х лучевой, запоминающий. Ваши и Valvol_a пожелания выполню. Нашёл таки в "тумбочке" алмазные диски (11шт) разного диаметра и толщиной от 0,4мм до 0,7мм Для первой лабы использую колечки R40,25х25,25х11,05 М2000НМ-А8901 (измерено электронным штангелем). ValVol, я надеюсь, что данные на сей материал у вас есть. Как договаривались, пока пилить ничего не буду. Проведём тест обоих колец без пропила. В кольцах пропилы будут разной ширины, дабы посмотреть результат и проконтролировать температуру мостика ушным инфракрасным термометром. Пока всё, завтра начну собирать на куске макетки оставшейся с давнишних времён (заводская дюже большая). ЗЫ. Набью руку на R40,25... и в конце пропилю R63x38x25. 
|
|
| Автор: | Maikl [ 09-08, 18:30 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Трансформатор с пропилом (моделирование) |
Собрал испытательный стенд по схеме ValVol_а из статьи "Создание моделей электромагнитных компонентов". Изменения: 1.ШИМ-контроллер TL494 заменён на TL598CH. 2.Драйвера ключей на транзисторах заменены на оптодрайверы HCPL3180. 3.Ключи IRF510 заменены на IRFP260N 4.TL598CH и HCPL3180 будут запитаны от отдельной дежурки 15В. Полагаю, что питание "мозгов" от дежурки в купе с IRFP260N (малое сопротивление канала) даст возможность более корректно провести измерения потерь на перемагничивание (если понадобится). 5.Силовая часть стенда будет запитана от регулируемого источника 0...50В, 3А с внутренней защитой от КЗ. Основное напряжение питания силовой части стенда - 35...40В. Оставляю 10-15В для возможности ввода сердечника тр-ра в насыщение (или около), посредством увеличения напряжения питания. Конечно, можно изменением частоты или Кзап., но в прошлых лабах по контролю тока намагничивания как раз и была потребность в увеличении напряжения питания при неизменных F и Кзап. Кол-во витков испытуемых тр-ров будут подобраны таким образом, чтобы на частоте 33,333кГц, максимальном Кзап. и питании 35...40В получить максимальное перемагничивание сердечника. ValVol, правильно ли думаю или следует принять другие значения по частоте, напряжению питания и др.? |
|
| Автор: | valvol [ 09-08, 20:42 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Трансформатор с пропилом (моделирование) |
Maikl писал(а): ...ValVol, правильно ли думаю или следует принять другие значения по частоте, напряжению питания и др.? Частота должна соответствовать той, на которой в дальнейшем предполагается использование модели. Однако, при наличие желания и времени, не плохо будет произвести замеры и для более высоких частот (скажем 66кГц и 132кГц). Витки и напряжение выбираются таким образом, чтобы обеспечить измерение потерь и крайних точек кривой перемагничивания от нуля до насыщения, с шагом 0,05...0,1 Тл. Все измерения можно провести для комнатной температуры и 100гр.С (в слабо кипящей воде). |
|
| Автор: | Maikl [ 10-08, 14:46 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Трансформатор с пропилом (моделирование) |
ValVol, на данном этапе проводить расширенное исследование феррита на разных частотах и др. не буду, ибо мало свободного времени. Более детально займусь осенью-зимой. Сейчас преследую две цели: 1.Научиться создавать корректную модель трансформатора по результатам тестирования сердечника из разных материалов и разной конфигурации (на данном этапе - кольцо) 2.Выявить нагрев мостика (если оный имеет место быть) и разность температур мостика и сердечника в целом. Поэтому, какие-либо измерения на разных частотах и температуре, например, 100гр.С проводить не буду. Наоборот, предполагаю всунуть СТ в морозилку. Полагаю, что так будет более соответствовать условиям эксплуатации, например, сварочника. Ведь когда сварочник с СТ имеющий пропил в сердечнике валяется в сарае при -10гр.С и хозяину приспичило заняться сварочными работами, то он не заносит аппарат в помещение с плюсовой температурой и не ждёт испарения конденсата и др., а начинает работать. Зная о том, что на ХХ прикладываемое напряжение к первичной обмотке СТ и Кзап. максимальны, сердечник "укутан" обмоткой залитой эпоксидкой и т.д. есть большая доля вероятности, что разница температур мостика и остальной части феррита будет существенной. О возможных последствиях я уже говорил в пред. посте. |
|
| Автор: | valvol [ 10-08, 16:48 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Трансформатор с пропилом (моделирование) |
Maikl писал(а): ... какие-либо измерения на разных частотах и температуре, например, 100гр.С проводить не буду. Наоборот, предполагаю всунуть СТ в морозилку. Полагаю, что так будет более соответствовать условиям эксплуатации, например, сварочника. Ведь когда сварочник с СТ имеющий пропил в сердечнике валяется в сарае при -10гр.С и хозяину приспичило заняться сварочными работами, то он не заносит аппарат в помещение с плюсовой температурой и не ждёт испарения конденсата и др., а начинает работать. А в предполагаемых условиях эксплуатации обмотки у аппарата будут греться? Если да, то температура сердечника не может быть ниже температуры обмоток, намотанных на него, а даже немного выше, за счёт собственных тепловыделений. Учитывая, что обмотка сварочника работает при большой плотности тока, но большинство обмоточных материалов выдерживают не более 150гр.С, 100гр.С для феррита вполне приемлемая и даже оптимистичная цифра. А так как с ростом температуры падает индукция насыщения, то именно это и является наиболее серьёзным фактором, влияющим на работоспособность аппарата. Что касается перегрева отдельных участков сердечника, то можете понаблюдать их при помощи своего термометра в пределах любого температурного диапазона. Это информация практически не оказывает влияния на параметры модели, хотя, возможно, окажется важной для технологии изготовления и эксплуатации трансформаторов с пропилом сердечника. |
|
| Автор: | Maikl [ 10-08, 22:27 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
Выдалось время, и занялся малёха моделированием. "Прикрутил" в модели к нелинейным индуктивностям G_Loop для контроля индукции. ValVol, правильно ли сделал, или G_Loop с идеальным трансформатором не моделируются? Представил 2 кольца, вложенные одно в другое (вместе R63x38x25 c округлёнными размерами). Внешнее с пропилом, а внутреннее без. Площадь сечения внешнего кольца в 2 раза больше внутреннего. Для 1-го варианта моделирования (рис.1 и 2) принял Lm=17,2см для внешнего кольца (средняя геометрическая линия). Для 2-го варианта (рис. 3 и 4) принял Lm=13,2см для внутреннего кольца. Понимаю, что в свете вами изложенного, это не корректно, но уж дюже правдоподобно, если рассуждать о магнитных потоках, маг. сопротивлении и др. И ещё. Не совсем понял: valvol писал(а): Кроме этого, модель идеального трансформатора ...., а также упростить настройку коэффициента трансформации (вместо индуктивностей обмоток указывается коэффициент трансформации по отношению к виткам индуктивности намагничивания). Глядя на модель так и не понял откуда взялась цифры ktr=1 и ktr=0,136 идеального трансформатора. Поясните, пожалуйста, например для СТ с первичной обмоткой 30вит. и вторичной 10вит.   
|
|
| Автор: | valvol [ 11-08, 10:44 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
Maikl писал(а): "Прикрутил" в модели к нелинейным индуктивностям G_Loop для контроля индукции. ValVol, правильно ли сделал, или G_Loop с идеальным трансформатором не моделируются? Идеальные трансформаторы, как и линейные, служат для имитации коэффициента трансформации. А нелинейность трансформатора определяется гистерезисной моделью индуктивности намагничивания, котороая может представлять из себя комбинированное включение нескольких индуктивностей, имитирующих сложную структуру магнитопровода (как в данном случае). Блок G_Loop, в свою очередь, контролирует процессы только в той индуктивности, которая к нему подключена. Maikl писал(а): Представил 2 кольца, вложенные одно в другое (вместе R63x38x25 c округлёнными размерами). Внешнее с пропилом, а внутреннее без. Площадь сечения внешнего кольца в 2 раза больше внутреннего. Для 1-го варианта моделирования (рис.1 и 2) принял Lm=17,2см для внешнего кольца (средняя геометрическая линия). Для 2-го варианта (рис. 3 и 4) принял Lm=13,2см для внутреннего кольца. Крайне не верное представление! И об этом многократно говорилось. В реальном сердечнике магнитный поток протекает через всё доступное сечение сердечника (как ток в проводе), а не локализован в какой-то его части, как в случае представления сердечника в виде двух магнитноизолированных колец. Форма кривулин при этом, конечно, может напоминать реальную, однако конкретные результаты моделирования будут сильно отличаться. Maikl писал(а): Глядя на модель так и не понял откуда взялась цифры ktr=1 и ktr=0,136 идеального трансформатора. Поясните, пожалуйста, например для СТ с первичной обмоткой 30вит. и вторичной 10вит. Коэффициенты трансформации вычислены на основе первой попавшейся модели с паяльника (модель AVT propil_ERika.zip от ERika). Если же из всего многообразия витковых данных выбрать W1=34 витков, а W2=11 витков, то для U3 ktr=34/34=1, а для U4 ktr=11/34=0.323 (Ктр = количество витков конкретной обмотки / количество витков гистерезисной модели). По аналогии можно посчитать Ктр для всех других комбинаций. |
|
| Автор: | valvol [ 16-08, 20:53 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
Трибун писал(а): Моделируя нашлепку располосовал вдоль сердечник, оставив под нашлепкой полосу шириной с нашлепку и глубиной с ее же сечение. Примерно. Токи похожи и все ОК, но вот Uхх никак не вяжется со старыми данными ... Maikl писал(а): Представил 2 кольца, вложенные одно в другое (вместе R63x38x25 c округлёнными размерами). Внешнее с пропилом, а внутреннее без... Хотелось бы немножко порассуждать по поводу идеи расслоения сердечника. В одних случаях такой приём допустим, а в других нет. 1. Рассмотрим сначала допустимый случай.  Здесь используется кольцевой сердечник, имеющий одинаковое сечение и конфигурацию вдоль магнитной силовой линии. Если обмотка намотана достаточно равномерно, то к любому аналогичному сектору сердечника прикладывается аналогичное магнитное напряжение dWI. Поток везде направлен вдоль сердечника и какой-то поперечный поток отсутствует. Отсутствие поперечного потока и поперечного магнитного напряжения дает нам возможность моделировать единый сердечник как несколько сердечников вложенных друг в друга и имеющих суммарные габариты такие же, как у исходного сердечника. Если представить сердечник в виде эквивалентной схемы из трех цепочек магнитных сопротивлений, соответствующих различной длине магнитной линии, то отсутствие поперечного потока дает нам право игнорировать вертикальные связи в эквивалентной схеме.  Согласно этого допущения, мы можем разбить один сердечник на три, имеющих среднюю длину магнитной линии Lm.мин, Lm.ср и Lm.макс. Подобный приём, например, дает нам возможность моделировать процесс насыщения сердечника от центра к краю, который присутствует в реальных кольцевых сердечниках. Если подобные исследования не требуются, то лучше моделировать сердечник как единый, используя усреднённые параметры настройки гистерезисной модели, определённые на основе справочных или экспериментальных данных. 2. Теперь рассмотрим недопустимый случай.  Здесь сердечник имеет неоднородность в виде пропила. Следовательно, в районе пропила будет присутствовать поперечный поток, стремящийся обойти немагнитный зазор по пути наименьшего сопротивления, т.е. через магнитную перемычку. Как говорилось выше, способ расслоения игнорирует наличие поперечного потока и, следовательно, использование этого способа в данном случае приведёт к несоответствию между реальной картиной и результатами моделирования. |
|
| Автор: | ingener99 [ 27-08, 15:56 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Трансформатор с пропилом (моделирование) |
а что, если так? (число витков на каждом из колец вдвое меньше, чем на кольце с пропилом) 
|
|
| Автор: | valvol [ 27-08, 17:21 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Трансформатор с пропилом (моделирование) |
ingener99 писал(а): а что, если так? (число витков на каждом из колец вдвое меньше, чем на кольце с пропилом) Это только увеличит структурную погрешность модели. Витки нельзя произвольно увеличивать и уменьшать. Как это делать правильно, пошагово расписано в статье Моделирование сложных электромагнитных компонентов при помощи spice-симулятора LTspice/SwCAD III, опубликованной в журнале Компоненты и Технологии №4 за 2008 год. |
|
| Страница 2 из 3 | Часовой пояс: UTC + 4 часа |
| Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group http://www.phpbb.com/ |
|